4.1熱力學(xué)第一定律 課時(shí)提升練-2021-2022學(xué)年高二下學(xué)期物理滬教版（2019）選擇性必修第三冊(cè)（word含答案）

1、4.1熱力學(xué)第一定律 課時(shí)提升練（含解析）一、選擇題1關(guān)于內(nèi)能、溫度和分子的平均動(dòng)能，下列說(shuō)法正確的是（）A物體的溫度越低，則物體的內(nèi)能一定越小B物體的溫度越低，則物體分子的平均動(dòng)能一定越小C外界對(duì)氣體做功時(shí)，氣體的內(nèi)能一定增大D物體做加速運(yùn)動(dòng)，由于速度越來(lái)越大，因此物體分子的平均動(dòng)能越來(lái)越大2如圖所示，絕熱容器中間用隔板隔開，左側(cè)裝有理想氣體，右側(cè)為真空?，F(xiàn)將隔板抽掉，使左側(cè)理想氣體自由膨脹直至達(dá)到平衡，已知?dú)怏w自由膨脹過(guò)程中不對(duì)外界做功，則在此過(guò)程中（）A氣體溫度降低，內(nèi)能減少B氣體溫度不變，內(nèi)能不變C氣體溫度升高，內(nèi)能增加D氣體內(nèi)能一定不變，但溫度可能改變3如圖所示，氣缸和活塞與外界均無(wú)

2、熱交換，中間有一個(gè)固定的導(dǎo)熱性良好的隔板（固定），封閉著兩部分氣體和，活塞處于靜止平衡狀態(tài)?，F(xiàn)通過(guò)電熱絲對(duì)氣體加熱一段時(shí)間，后來(lái)活塞達(dá)到新的平衡，不計(jì)氣體分子勢(shì)能，不計(jì)活塞與氣缸壁間的摩擦，大氣壓強(qiáng)保持不變，則下列判斷正確的是（）A氣體吸熱，但對(duì)外做功，內(nèi)能不變B氣體吸熱，對(duì)外做功，內(nèi)能不變C氣體和氣體內(nèi)每個(gè)分子的動(dòng)能都增大D氣體分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積碰撞次數(shù)減少4一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)，再變化到狀態(tài)，其狀態(tài)變化過(guò)程的圖象如圖。已知該氣體在狀態(tài)A時(shí)的溫度為。對(duì)該氣體說(shuō)法正確的是（）A在狀態(tài)時(shí)的溫度是B從狀態(tài)到狀態(tài)過(guò)程中對(duì)外做功C狀態(tài)A下氣體的內(nèi)能大于在狀態(tài)氣體的內(nèi)能D從狀態(tài)

3、A到狀態(tài)的過(guò)程中放出的熱量5對(duì)于熱學(xué)現(xiàn)象的相關(guān)認(rèn)識(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A在較暗的房間里，看到透過(guò)窗戶的“陽(yáng)光柱”里粉塵的運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)B氣體分子速率呈現(xiàn)出“中間少、兩頭多”的分布規(guī)律C定量的理想氣體發(fā)生絕熱膨脹時(shí)，其內(nèi)能變大D在分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，隨分子間距離的減小，分子勢(shì)能增大6如圖所示為某汽車的四沖程內(nèi)燃機(jī)利用奧托循環(huán)進(jìn)行工作，該循環(huán)可視為一定質(zhì)量的理想氣體所經(jīng)歷的兩個(gè)絕熱過(guò)程和兩個(gè)等容過(guò)程，圖中a到b和c到d為絕熱過(guò)程，b到c和d到a為等容過(guò)程。關(guān)于該氣體，下列說(shuō)法正確的是（）A由圖知的過(guò)程是等溫變化過(guò)程B在的過(guò)程中，氣體分子對(duì)容器壁單位面積上的平均碰撞力變大C在的過(guò)程中，單位時(shí)間內(nèi)撞

4、擊該氣缸壁的分子數(shù)增多D從狀態(tài)a出發(fā)完成一次循環(huán)又回到狀態(tài)a的過(guò)程中氣體全程吸收的熱量等于放出的熱量7某開口容器內(nèi)的空氣溫度與容器外的相同，現(xiàn)對(duì)該容器內(nèi)空氣加熱，當(dāng)容器內(nèi)空氣溫度高于容器外空氣溫度時(shí)（）A容器內(nèi)空氣的壓強(qiáng)比容器外的小B容器內(nèi)空氣的密度比容器外的大C容器內(nèi)空氣分子的平均動(dòng)能比容器外的大D容器內(nèi)空氣對(duì)容器外空氣做了負(fù)功8如圖所示，A、兩裝置，均由一支一端封閉、一端開口且?guī)в胁Ａ莸墓軤钊萜骱退y槽組成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他條件都相同。將兩管抽成真空后，開口向下豎直插入水銀槽中（插入過(guò)程沒有空氣進(jìn)入管內(nèi)），水銀柱上升至圖示位置停止。假設(shè)這一過(guò)程水銀與外界沒有熱傳遞，則下列

5、說(shuō)法正確的是（）AA中水銀的內(nèi)能增量大于中水銀的內(nèi)能增量B中水銀的內(nèi)能增量大于A中水銀的內(nèi)能增量CA和中水銀體積相同，故內(nèi)能增量相同DA和中水銀溫度始終相同，故內(nèi)能增量相同9采取絕熱的方式使一定量的氣體由初狀態(tài)A變化至末狀態(tài)B，對(duì)于不同的絕熱方式，下面說(shuō)法正確的是（）A對(duì)氣體所做的功不同B對(duì)氣體所做的功相同C對(duì)氣體不需做功，因?yàn)闆]有能量的傳遞D以上說(shuō)法都不正確10一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個(gè)過(guò)程ab、bc、ca回到原狀態(tài)，其pT圖象如圖所示，下列判斷正確的是（）A過(guò)程ab中氣體一定放出熱量B過(guò)程bc中氣體一定吸收熱量C過(guò)程ca中外界對(duì)氣體所做的功等于氣體所放的熱D過(guò)程ca中氣體的內(nèi)能

6、保持不變11如圖，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a出發(fā)，經(jīng)過(guò)等容過(guò)程ab到達(dá)狀態(tài)b，再經(jīng)過(guò)等溫過(guò)程bc到達(dá)狀態(tài)c，最后經(jīng)等壓過(guò)程ca回到初態(tài)a。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A在過(guò)程ab中氣體的內(nèi)能增加B在過(guò)程ca中外界對(duì)氣體做功C在過(guò)程ab中氣體對(duì)外界做功D在過(guò)程bc中氣體從外界吸收熱量12一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)變化過(guò)程表示在如圖所示的p-V圖上，氣體先由a狀態(tài)沿雙曲線經(jīng)等溫過(guò)程變化到b狀態(tài)，再沿與橫軸平行的直線變化到c狀態(tài)，a、c兩點(diǎn)位于與縱軸平行的直線上，下列說(shuō)法中正確的是（ ）A由a狀態(tài)至b狀態(tài)過(guò)程中，氣體放出熱量，內(nèi)能不變B由b狀態(tài)至c狀態(tài)過(guò)程中，氣體對(duì)外做功，內(nèi)能增加Cc狀態(tài)與a狀態(tài)相比，c狀態(tài)

7、分子間平均距離較大，分子平均動(dòng)能較大Db狀態(tài)與a狀態(tài)相比，b狀態(tài)分子間平均距離較小，分子平均動(dòng)能較小13在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)的物體，受到一個(gè)與速度同方向的推力，物體的溫度與環(huán)境溫度相同，在這個(gè)過(guò)程中以物體為研究對(duì)象（）A與傳熱等效的功是正功，物體的內(nèi)能增加B與傳熱等效的功是零，內(nèi)能不變C動(dòng)能定理中的功是正功，動(dòng)能增加D動(dòng)能定理中的功是零，動(dòng)能不變14一定質(zhì)量的理想氣體從a狀態(tài)開始，經(jīng)歷三個(gè)過(guò)程ab、bc、ca回到a狀態(tài)，其p-t圖像如圖所示，圖中ba的延長(zhǎng)線過(guò)原點(diǎn)O，bc平行于t軸，ca的延長(zhǎng)線過(guò)點(diǎn)（-273.15，0）。下列判斷正確的是（）A過(guò)程ab中氣體體積不變B過(guò)程ca中氣體體積不變C過(guò)程

8、ca中外界對(duì)氣體做功D過(guò)程bc中氣體對(duì)外做功E.b狀態(tài)與c狀態(tài)相比，c狀態(tài)容器壁單位面積單位時(shí)間受到氣體分子撞擊的次數(shù)較少二、解答題15輕薄柔軟的家用密封收納袋主要用于裝棉被和一些家用物品，抽出空氣后具有防潮、防異味等特點(diǎn)（如圖所示），某同學(xué)用家里的密封收納袋進(jìn)行探究和測(cè)算，密封收納袋內(nèi)裝有一定體積的物品，抽出部分空氣后在時(shí)收納袋總體積為19dm3，將其拿到27的空調(diào)房間里時(shí)，收納袋的體積膨脹了1dm3，密封收納袋中氣體看成理想氣體，大氣壓強(qiáng)保持不變。（1）求內(nèi)裝物品的實(shí)際體積：（2）若封閉氣體的內(nèi)能U與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系為U=10TJ，求該過(guò)程中封閉氣體吸收的熱量Q。16 如圖所示，圓柱形汽

9、缸豎直放置，質(zhì)量為 m=4.0 kg、橫截面積為S=1.0×10-3m2的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁封閉良好，不計(jì)摩擦，不計(jì)活塞和汽缸的厚度，開始時(shí)活塞距汽缸底的距離 h1=0.50 m，此時(shí)溫度T1=280 K，給汽缸緩慢加熱至T2，活塞上升到距離汽缸底 h2=0.75m 處，同時(shí)缸內(nèi)氣體內(nèi)能增加210 J，已知外界大氣壓強(qiáng) p0=1.0×105 Pa，取 g=10 m/s2。求：（1）求氣缸內(nèi)的壓強(qiáng)為多少？（2）缸內(nèi)氣體加熱后的溫度 T2；（3）此過(guò)程中缸內(nèi)氣體吸收的熱量Q。參考答案1B【詳解】A物體內(nèi)能與溫度和體積均有關(guān)，A錯(cuò)誤；B溫度是物體分子平均動(dòng)能

10、的標(biāo)志，B正確；C內(nèi)能不僅與做功有關(guān)，還與熱傳遞有關(guān)，C錯(cuò)誤；D物體做加速運(yùn)動(dòng)，速度越來(lái)越大是宏觀的機(jī)械運(yùn)動(dòng)不改變物體的溫度，即不會(huì)改變微觀的分子的平均動(dòng)能；故D錯(cuò)誤；故選B。2B【詳解】由熱力學(xué)第一定律，有依題意解得即氣體內(nèi)能不變，對(duì)理想氣體而言，氣體溫度也不變。故ACD錯(cuò)誤；B正確。故選B。3D【詳解】A對(duì)A氣體加熱時(shí)，A氣體的溫度升高，體積不變，不對(duì)外做功，由于理想氣體的內(nèi)能由溫度決定，則氣體A吸熱，內(nèi)能增加，所以A錯(cuò)誤；B氣體B做等壓變化，體積增大，溫度升高，則氣體B吸熱，對(duì)外做功，內(nèi)能增大，所以B錯(cuò)誤；C氣體A和氣體B內(nèi)分子的平均動(dòng)能增大，但每個(gè)分子的動(dòng)能不一定增大，所以C錯(cuò)誤；D由

11、于氣體B的體積增大，壓強(qiáng)不變，溫度升高，則氣體B分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積碰撞總次數(shù)減少，所以D正確；故選D。4B【詳解】A對(duì)于理想氣體由圖象可知AB等容變化，由查理定律得得解得故A錯(cuò)誤；B對(duì)于理想氣體由圖象可知BC等壓變化，則從狀態(tài)到狀態(tài)過(guò)程中對(duì)外做功故B正確；C由理想氣體狀態(tài)方程可知即得則狀態(tài)A下氣體的內(nèi)能等于在狀態(tài)氣體的內(nèi)能，故C錯(cuò)誤；D氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C體積增大，對(duì)外做功，即W0且TA=TC，A到狀態(tài)C的過(guò)程中內(nèi)能變化量為0，由熱力學(xué)第一定律得Q0所以AC的過(guò)程中吸熱，故D錯(cuò)誤。故選B。5D【詳解】A在較暗的房間里，看到透過(guò)窗戶的“陽(yáng)光柱”里粉塵的運(yùn)動(dòng)不是布朗運(yùn)動(dòng)，布朗運(yùn)動(dòng)肉眼是看

12、不到的，所以A錯(cuò)誤；B氣體分子速率呈現(xiàn)出“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律，所以B錯(cuò)誤；C定量的理想氣體發(fā)生絕熱膨脹時(shí)，根據(jù)熱力學(xué)第一定律 可知，絕熱，膨脹時(shí)外界對(duì)氣體做負(fù)功，則內(nèi)能變小，所以C錯(cuò)誤；D在分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，隨分子間距離的減小，分子力做負(fù)功，則分子勢(shì)能增大，所以D正確；故選D。6C【詳解】A由圖知為絕熱過(guò)程，沒有熱傳遞，由于體積減小，外界對(duì)氣體做功，據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，內(nèi)能增大，溫度升高，A錯(cuò)誤；B在的過(guò)程中，體積不變，壓強(qiáng)減小，由可知，溫度降低，分子平均動(dòng)能減小，氣體分子對(duì)容器壁單位面積上的平均碰撞力變小，B錯(cuò)誤；C在的過(guò)程中，體積不變，壓強(qiáng)增大，由可知，溫度升高，分子平均動(dòng)能增

13、大，單位體積分子數(shù)不變的情況下，單位時(shí)間內(nèi)撞擊該氣缸壁的分子數(shù)增多，C正確；D圖線與橫軸所圍的面積表示功，可知，從a到b外界對(duì)氣體做的功小于從c到d氣體對(duì)外界所做的功，而從狀態(tài)a出發(fā)完成一次循環(huán)又回到狀態(tài)a的過(guò)程，溫度相同內(nèi)能不變，據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，從狀態(tài)a出發(fā)完成一次循環(huán)又回到狀態(tài)a的過(guò)程中氣體全程吸收的熱量大于放出的熱量，D錯(cuò)誤。故選C。7C【詳解】A因?yàn)槭情_口容器，則容器內(nèi)空氣的壓強(qiáng)等于容器外的壓強(qiáng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤； B容器內(nèi)空氣氣體的溫度升高，體積變大，則容器內(nèi)氣體的密度比容器外的小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，因?yàn)槿萜鲀?nèi)空氣氣體的溫度高，則容器內(nèi)空氣分子的平均動(dòng)能比容器外

14、的大，選項(xiàng)C正確； D容器內(nèi)空氣體積膨脹，則對(duì)容器外空氣做了正功，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。8B【詳解】在水銀進(jìn)入管狀容器的過(guò)程中，大氣壓力對(duì)水銀做功，把大氣的能量轉(zhuǎn)化為水銀的內(nèi)能和重力勢(shì)能，在一定的大氣壓下，A、中的水銀柱在穩(wěn)定后高度是相同的，且進(jìn)入管中的水銀體積相同，所以大氣壓力做功相同。但兩裝置中水銀重力勢(shì)能的增量不同，所以兩者內(nèi)能的改變也不同，由題圖可知裝置中水銀的重力勢(shì)能較小，所以裝置中水銀的內(nèi)能增量較大。故選B。9B【詳解】對(duì)一定質(zhì)量的氣體，不管采取哪一種絕熱方式，由初狀態(tài)A變化至末狀態(tài)B，都是絕熱過(guò)程。在這一過(guò)程中，氣體在初狀態(tài)A有一確定的內(nèi)能U1，在末狀態(tài)B有另一確定的內(nèi)能U2，由絕

15、熱過(guò)程中知，W為恒量，故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B。10B【詳解】A由圖示可知，ab過(guò)程，氣體壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比，則氣體發(fā)生等容變化，氣體體積不變，外界對(duì)氣體不做功，即氣體溫度升高，內(nèi)能增大，即由熱力學(xué)第一定律可知所以，氣體吸收熱量，故A錯(cuò)誤；B由圖示圖象可知，bc過(guò)程氣體發(fā)生等溫變化，氣體內(nèi)能不變，即壓強(qiáng)減小，由玻意耳定律可知，體積增大，氣體對(duì)外做功由熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w吸熱，故B正確；CD由圖象可知，ca過(guò)程氣體壓強(qiáng)不變，溫度降低，由蓋呂薩克定律可知，其體積減小，外界對(duì)氣體做功，即氣體溫度降低，內(nèi)能減少，即由熱力學(xué)第一定律可知所以，氣體要放出熱量，且過(guò)程ca中外界對(duì)氣體所做的功小于氣

16、體所放熱量，故CD錯(cuò)誤；故選B。11C【詳解】A從a到b等容升壓，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知溫度升高，一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能決定于氣體的溫度，溫度升高，則內(nèi)能增加，故A不符合題意；B在過(guò)程ca中壓強(qiáng)不變，體積減小，所以外界對(duì)氣體做功，故B不符合題意；C在過(guò)程ab中氣體體積不變，根據(jù)W=pV可知，氣體對(duì)外界做功為零，故C符合題意；D在過(guò)程bc中，屬于等溫變化，氣體膨脹對(duì)外做功，而氣體的溫度不變，則內(nèi)能不變；根據(jù)熱力學(xué)第一定律U=W+Q可知，氣體從外界吸收熱量，故D不符合題意。故選C。12AB【詳解】AD由a狀態(tài)至b狀態(tài)的過(guò)程中，氣體溫度不變，所以內(nèi)能不變，同時(shí)體積減小，外界對(duì)氣體做功，W>0

17、，由熱力學(xué)第一定律知?dú)怏w向外放出熱量；b狀態(tài)與a狀態(tài)相比，氣體分子平均動(dòng)能相同，分子間平均距離較小，A正確，D錯(cuò)誤；B由b狀態(tài)至c狀態(tài)過(guò)程中，氣體壓強(qiáng)不變，體積增大，氣體對(duì)外界做功，W<0，同時(shí)溫度升高，內(nèi)能增大，由熱力學(xué)第一定律知?dú)怏w必從外界吸收熱量，B正確；C由c狀態(tài)至a狀態(tài)過(guò)程中，體積不變，壓強(qiáng)減小，溫度降低，內(nèi)能減小，c狀態(tài)與a狀態(tài)相比，其分子間平均距離相同，分子平均動(dòng)能較大，C錯(cuò)誤。故選AB。13BC【詳解】水平面光滑無(wú)摩擦，推力對(duì)物體做功只是使物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能增加，沒有機(jī)械能與物體內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化，因此物體的內(nèi)能不變。故B、C正確，A、D錯(cuò)誤。故選BC。14BDE【詳解】A由圖可知，ab過(guò)程，b與絕對(duì)零度連線的斜率大于a與絕對(duì)零度連線的斜率，則b狀態(tài)氣體的體積小于a狀態(tài)氣體的體積，則ab過(guò)程中體積減小，故A錯(cuò)誤；B由圖可知，ca過(guò)程，氣體壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比，則氣體發(fā)生等容變化，氣體體積不變，故B正確；C由于ca過(guò)程體積不變，所